Magíster en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Ingeniería Química

La reología es el estudio del flujo, en particular de fluidos complejos y solidos blandos. En estos materiales los esfuerzos mecánicos no solo dependen del estado actual del material dado por los gradientes de deformación o velocidad, sino que también dependen de la historia de la deformación. La investigación en la reología de polímeros y biopolímeros ha avanzado notablemente en años recientes. Muchos de los fenómenos físicos relevantes han sido identificados, y predicciones teóricas de los flujos y esfuerzos en estos materiales blandos se están volviendo posibles. Esta asignatura tributa a las siguientes competencias del graduado: ? mostrar manejo conceptual, teórico y metodológico en la disciplina. ? caracterizar y analizar críticamente fenómenos y procesos propios de la ingeniería química y sus campos afines. ? evaluar y proponer soluciones a problemas asociados a la especialidad, en forma individual o integrando equipos de investigación. ? desarrollar investigación para generar conocimiento científico validado y comunicarlo en contextos académicos y tecnológicos.

En esta asignatura se enseñan fundamentos que permitan a los ingenieros químicos desenvolverse en la industria en todos los campos en que haya concurrencia de sistemas biológicos. Introduce a los estudiantes en los fundamentos de la cinética de reacciones de interés en bioprocesos y biorreactores, y sus aplicaciones a operaciones fundamentales del procesamiento de biomateriales. Se espera que los estudiantes sean capaces de identificar problemas en la industria de procesos biológicos, diseñar biorreactores, establecer metodologías de tratamiento biológico y diseñar procesos en la industria biotecnológica. Específicamente en esta asignatura se tributa a las siguientes competencias del perfil de egreso: 1) capacidad para trabajar en equipo y redes. 2) destreza en la identificación, descripción, evaluación y resolución de procesos asociados a la especialidad. 3) capacidad para organizar y comunicar información relevante.

La miniaturización de aparatos es un proceso permanente en tecnología, lo que ha conducido a una gran mejora en nuestras técnicas de fabricación llevándonos recientemente a una verdadera revolución con la inherente promesa de solucionar problemas a una escala sin precedentes. La posibilidad de fabricar estructuras complejas de tamaño nanométrico ha establecido un puente integrador entre la nanociencia y la ingeniería, originando lo que hoy llamamos nanotecnología. Este campo multidisciplinario exige al ingeniero comprender fenómenos y procesos a escalas muy cercanas al tamaño molecular. Un concepto surgido de la nanotecnología con gran potencial impacto, es el de laboratorio en un chip o loc por sus siglas en inglés, este consiste de unidades integradas de diagnóstico clínico de tamaño micrométrico. Las partes funcionales: sensores, bombas, válvulas y conductos; deben ser diseñadas para trabajar a escala molecular y como es de esperar, dada la aumentada relación de superficie a volumen, dificultades surgen para predecir el comportamiento de los fluidos confinados en estos aparatos. Para hacer realidad la producción de sistemas como loc, nanosensores, nanoarreglos para terapia genética y toda una gama de novedosas herramientas; un conocimiento básico de micro y nano fluídica debe ser adquirido por los ingenieros. Esta asignatura proporcionará los fundamentos para el estudio de fluidos confinados en nano-estructuras, enfocándose en el análisis de las partes funcionales de microaparatos fluídicos. Este curso orienta al estudiante en el estado del arte y lo introduce al uso de herramientas tales como las simulaciones moleculares.

Los fenómenos de transferencia de materia se encuentran presentes en la gran mayoría de los procesos industriales y en las actividades de investigación científica. El estudiante de postgrado en ciencias de la ingeniería debe conocer y ser capaz de aplicar los conceptos modernos de transferencia de masa para formular los modelos matemáticos fenomenológicos requeridos en las aplicaciones científicas y tecnológicas. Este curso revisa los avances en la teoría de transferencia de masa, en el contexto de su aplicación en sistemas binarios y multicomponentes relevantes a la ingeniería de procesos.

Asignatura de especialización que entrega al estudiante conocimientos en las áreas de producción sustentable, economía circular, química verde y evaluación de ciclo de vida de productos y procesos, aportando principios fundamentales y prácticas para las siguientes competencias del perfil del graduado: caracterizar y analizar críticamente fenómenos y procesos propios de la ingeniería química y sus campos afines. (ra1, ra2, ra3) evaluar y proponer soluciones a problemas asociados a la especialidad en forma individual o integrando equipos de investigación multidisciplinarios. (ra1, ra2, ra3, ra4) generar conocimiento científico validado y comunicarlo en contextos académicos y tecnológicos (ra5).

Presentación integrada, en aspectos tanto ?teóricos? como prácticos, del proceso de la investigación, desde la formulación y validación de su título (o tema) hasta la presentación y discusión de sus resultados. Esta asignatura contribuye al perfil del graduado en las siguientes competencias de egreso: a. Participación efectiva y eficiente en el proceso investigativo que conduce a nuevos conocimientos. B. Utilización integral (en este proceso) de las herramientas principales de la ingeniería química: balances de materia y energía, termodinámica química, termodinámica física (equilibrio de fases), cinética química y cinética física (fenómenos de transporte). C. Interpretación y análisis crítico de problemas complejos en su área de especialización.

Asignatura electiva de pregrado y postgrado que trata conceptos teóricos y prácticos relacionados con los procesos que integran las biorrefinerías. Entrega al alumno información básica fundamental de los procesos termoquímicos, químicos y bioquímicos que se pueden desarrollar en una biorefinería, ya sea integrada o independiente. Analiza las posibles rutas de producción de combustible, químicos y materiales a partir de biomasa lignocelulósica. Es un curso donde se integran y aplican conocimientos de ciencias básicas e ingeniería considerando conceptos de química, proceso químicos (reacciones), eficiencia energética, manejo sustentable y producción limpia con especial enfoque en la utilización de materiales lignocelulósicos como materia prima, ya sean desechos forestales o plantaciones endroenergéticas de chile.

Entregar a los alumnos fundamentos de estadística que les permitan conocer, seleccionar, aplicar e interpretar diferentes pruebas estadísticas a un conjunto de datos científicos, así como el diseño experimental de éstos, empleando un sistema computacional moderno que les ayude al planteamiento e interpretación de los resultados. Esta asignatura aporta a la siguiente competencia del perfil de egreso: capacidad para analizar y optimizar procesos de plantas industriales y para aplicar el uso de la computación al análisis de datos en su campo específico.

Introduce a los alumnos en el tratamiento unificado de aspectos de la biotecnología microbiana, incluyendo aspectos tan variados como microbiología básica, genómica, transcriptómica y proteómica; así como, bioquímica, química y bioprocesos aplicados a procesos productivos y a campos tan diversos como la medicina, agricultura y la industria química.

Asignatura orientada a profundizar en los principios teóricos y procedimientos experimentales aplicados en las reacciones heterogéneas catalizadas. El curso entrega herramientas para diseñar e interpretar estudios cinéticos rigurosos que involucran reacciones de catálisis heterogénea. Se desarrolla una metodología para deducir mecanismos de reacción, expresiones de velocidad y selectividad. Se analizan y discuten mediciones experimentales sobre la base de las propiedades físico-químicas de las superficies involucradas, los modelos teóricos disponibles y los métodos de cálculo modernos orientados a predecir datos cinéticos y termodinámicos de reacciones relevantes catalizadas por superficies activas.

El curso es del tipo seminario, con revisión intensa y extensa de la literatura, exposiciones frecuentes y tareas al final de cada tópico, todo esto con la tutoría del profesor. Los temas son motivados por el profesor en un número de horas de clases que depende de la complejidad del tema. Las tareas son individuales. Cada alumno deberá exponer al menos una vez cada tres semanas. Su responsabilidad es conocer el tópico o subtópico a profundidad, preparar una exposición de unos 30 minutos, clara y concisa, ojalá con ejemplos y con sugerencias sobre la literatura clave. La presentación debe ser una ayuda efectiva para que los integrantes del curso enfrenten con éxito las tareas que serán asignadas sobre el tópico. Las tareas sobre un determinado tópico serán dos semanas después de la presentación del tópico. Es posible que un estudiante no haga presentaciones en un determinado t6pico, sin embargo esto no lo excluye de las tareas. El curso se reunirá semanalmente con los siguientes objetivos: ? clases/motivación por partc del profesor ? distribución de nuevos tópicos y programación de presentaciones ? dos o tres presentaciones ? distribución de tareas.

Esta asignatura esta orientada a proporcionar los fundamentos básicos de la simulación molecular de los fluidos mediante la técnica de dinámica molecular (md). Este enfoque busca proporcionar una herramienta de trabajo que permita validar teorías físicas de fluidos, de modo de ser utilizadas como herramientas predictivas de sistemas reales y predecir el comportamiento dinámico de fluidos. Comparada con teorías físicas clásicas, las principales ventajas asociadas a este enfoque son: a. Obtener información real de sistemas fluidos, ya que esta técnica es considerada como ?experimentos virtuales? del comportamiento de fluidos. B. Evaluar la evolución dinámica de sistemas fluidos. La relevancia de esta asignatura, en el contexto de la ingeniería química, se debe, fundamentalmente, a dos aspectos de actual importancia: a. La necesidad de predecir propiedades termofísicas acordes con las medidas experimentalmente, pero a un costo inferior, y b. Diseñar computacionalmente productos químicos. Debido al programa de esta asignatura, se requiere que los estudiantes tengan un conocimiento en cálculo numérico, programación computacional y deteminación de propiedades termofísicas. Los fundamentos complementarios necesarios como, por ejemplo, mecánica estadística; serán impartidos dentro del contenido del curso.

Fundamentos de estructura de materiales compuestos y/o porosos, flujo, transporte y deformación en ellos. Relaciones del comportamiento y propiedades macroscópicas con las estructuras, geometría y topología, y mecanismos microscópicos subyacentes. Uso de herramientas de física moderna. Ejemplos de la naturaleza y tecnología. Análisis de algunos procesos industriales representativos.

Curso de especialidad en el cual se aplican los fundamentos de ciencias de la ingeniería química el procesamiento de alimentos.

La práctica de la ingeniería de procesos está en plena revisión y reorientación con vistas a lograr una actividad productiva sustentable. Ello implica diseñar y operar procesos industriales con mínimo impacto ambiental y máxima productividad, mediante estrategias preventivas que permitan minimizar el consumo de recursos materiales y energéticos, y la generación de residuos aplicando principios tecnológicos y de gestión. Este curso aborda tales desafíos y revisa los principales conceptos teóricos y aplicados relevantes.

En este curso se enseñan fundamentos que permitan a los ingenieros químicos desenvolverse en la industria en todos los campos en que haya concurrencia de sistemas biológicos. El éxito en la ingeniería bioquímica requiere de conocimientos integrados de propiedades y principios biológicos y de metodologías de ingeniería química, por lo que se presentan en el curso principios de bioprocesos y se consideran los roles de propiedades biológicas, para estudiar las reacciones y representar los procesos bioquímicos. Se espera que los alumnos sean capaces de identificar problemas en la industria de procesos biológicos, diseñar bioreactores, establecer metodologías de tratamiento biológico y diseñar procesos en la industria biotecnológica.

Se presentan técnicas clásicas tales como compensación de retardo de transporte, algoritmos de control óptimo y técnicas modernas que incluyen control algorítmico de modelo, control de matriz dinámica, control inferencial y control de modelo interno. Los conceptos de control de modelo predictivo se emplean como vehículo para examinar en detalle los conceptos de control realimentado de sistemas de una entrada y una salida, control multivariable, descomposición en valores singulares y fortaleza de sistemas de control.

Esta asignatura está orientada a proporcionar los fundamentos básicos de la simulación molecular de los fluidos mediante las técnicas de dinámica molecular (md) y monte carlo (mc). Este enfoque busca proporcionar una herramienta de trabajo que permita validar teorías físicas de fluidos de modo de ser utilizadas como herramientas predictivas de sistemas y explorar condiciones extremas o mezclas toxicas donde la experimentación directa está restringida. Esta asignatura tributa a las siguientes competencia del graduado: • mostrar manejo conceptual, teórico y metodológico en la disciplina. • caracterizar y analizar críticamente fenómenos y procesos propios de la ingeniería química y sus campos afines. • evaluar y proponer soluciones a problemas asociados a la especialidad, en forma individual o integrando equipos de investigación. • desarrollar investigación para generar cono.

Esta asignatura introduce al alumno en el manejo y estudio computarizado de las operaciones de transferencia de materia, calor y cantidad de movimiento, para seguidamente profundizar en la optimización de procesos químicos, tanto en estado estacionario como dinámico. Este enfoque busca proporcionar una herramienta de trabajo que permita validar nuevos procesos para ser utilizados como herramientas predictivas de sistemas, y explorar condiciones extremas o mezclas tóxicas donde la experimentación directa esta´ restringida. Esta asignatura tributa a las siguientes competencia del graduado: • mostrar manejo conceptual, teórico y metodológico en ingeniería química. • caracterizar y analizar críticamente fenómenos y procesos propios de la ingeniería química y sus campos afines. • evaluar y proponer soluciones a problemas asociados a la especialidad, en forma individual o integrando equipos de investigación. • desarrollar investigación para generar conocimiento científico validado y comunicarlo en contextos académicos y tecnológicos.

Asignatura electiva que trata los fundamentos físico químicos de la estructura y procesamiento de materiales poliméricos. Entrega al estudiante una base teórica de relaciones entre estructura y propiedades macroscópicas de materiales poliméricos y sus implicancias en el procesamiento, aplicación y reciclaje de estos. Además, el curso incluye un módulo de trabajo de investigación donde los estudiantes identifican nichos de reciclaje y estudian procesos productivos conducentes a revalorización de residuos poliméricos, bajo el concepto de economía circular aplicada a materiales.

La detección de rastros de contaminantes en el medio ambiente es un problema importante, particularmente en los suministros de agua, cursos de agua y acuíferos, que se sabe que están contaminados principalmente por pesticidas, productos industriales y productos farmacéuticos y de cuidado personal emergentes (ppcp), pero no sensores comerciales para hasta ahora se ha desarrollado el seguimiento y la detección de estos contaminantes. Esto se debe a que el desarrollo de sensores adecuados para cada tipo de molécula es una tarea ardua y presenta algunos desafíos científicos y tecnológicos. Es necesario: 1) encontrar moléculas funcionalizadas adecuadas con alta selectividad a la molécula diana para aumentar la sensibilidad del sistema con el fin de asegurar la detectabilidad de concentraciones al menos nanomolares; y 2) para detectar las moléculas diana en una solución de matriz compleja acuosa. En cuanto a los avances en las tecnologías de detección, los dispositivos electrónicos de nariz y lengua basados en materiales químicamente sensibles aparecen como tecnologías prometedoras para el reconocimiento de componentes. Estos métodos de detección se basan en un conjunto de sensores dedicados cuya respuesta se analiza mediante métodos de reconocimiento de patrones. Este enfoque permite la detección de un componente en una mezcla compleja y demostró ser una herramienta invaluable para comprender las propiedades quimiosensoriales de mezclas complejas como alimentos, monitoreo y control de salud y seguridad. Por tanto, el objetivo de este curso es dotar al alumno de conocimientos en el desarrollo de dispositivos sensores que permitan la detección de muy bajas concentraciones de moléculas en medios complejos. Este curso proporciona una visión actual sobre el análisis de matrices complejas, hacia la detección multicomponente y clasificación, desde la construcción del sensor hasta las respuestas destacadas, hasta los algoritmos de análisis de datos, enfatizando los datos experimentales que lo respaldan y su uso potencial en el monitoreo de contaminantes ambientales.

La síntesis de catalizadores sólidos es un campo de estudio que combina los saberes propios de la química y la ingeniería química. Sin embargo, un análisis detallado de la literatura científica al respecto denota que la descripción de los métodos de síntesis de catalizadores se enfoca en la formulación de una serie de principios fisicoquímicos involucrados en las diferentes etapas de síntesis sin revisar el conjunto de operaciones unitarias que describen el proceso completo, así como el aporte puntual de herramientas de caracterización que pueden guiar el diseño de estos procesos. De este modo, la presente propuesta comprende la exposición del análisis de los procesos de síntesis convencionales (por métodos de precipitación e impregnación) de catalizadores sólidos fusionando la comprensión de los principios fisicoquímicos y el análisis de cada operación unitaria involucrada. Como complemento, se enfatizará en las herramientas de caracterización que pueden guiar el establecimiento de las mejores condiciones de cada operación unitaria. En este sentido, el curso también abarca la presentación de los principios y aplicaciones de ciertas herramientas de caracterización de catalizadores heterogéneos que apoyan el diseño de los procesos de síntesis de los materiales.